[發(fā)明專利]天線波束照射下近場(chǎng)動(dòng)態(tài)海面電磁波強(qiáng)度分布可視化方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110004613.2
• 申請(qǐng)日: 2021-01-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112816794A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 時(shí)衛(wèi)莉;劉偉;左炎春;郭立新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R29/08
• 分類(lèi)號(hào): G01R29/08;G01S7/02
• 代理公司: 西安長(zhǎng)和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

1.一種天線波束照射下近場(chǎng)動(dòng)態(tài)海面電磁波強(qiáng)度分布可視化方法，其特征在于，所述天線波束照射下近場(chǎng)動(dòng)態(tài)海面電磁波強(qiáng)度分布可視化方法包括：

海面模型的生成，輸入海面初始參數(shù)，包括采樣點(diǎn)數(shù)，海面模型的尺寸；

設(shè)置風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)區(qū)、時(shí)間，導(dǎo)入海譜模型，設(shè)置偽隨機(jī)過(guò)程白噪聲參量；

輸入天線入射角及天線與海面的距離；

導(dǎo)入天線方向圖，將天線方向圖文件導(dǎo)入到程序里獲取天線方向圖中不同方向及位置的電磁場(chǎng)強(qiáng)度值；

建立模型后，對(duì)天線波束照射下的海面電磁波強(qiáng)度進(jìn)行運(yùn)算求解，得出天線照射下的電磁波在動(dòng)態(tài)海面分布的可視化結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的天線波束照射下近場(chǎng)動(dòng)態(tài)海面電磁波強(qiáng)度分布可視化方法，其特征在于，所述天線波束照射下近場(chǎng)動(dòng)態(tài)海面電磁波強(qiáng)度分布可視化方法海譜使用PM譜；

波數(shù)譜模型：

其中α和β是不變量其值分別為α＝8.1×10^-3，β＝0.74，其中U_19.5表示海面上方19.5m處的風(fēng)速；

PM譜中隨方向變化的分布函數(shù)為：

從解析表達(dá)式中可知，PM波數(shù)譜對(duì)方向的拓展特性與波數(shù)K無(wú)關(guān)；

將一維波數(shù)譜和方向分布函數(shù)相乘，得到二維PM譜：

線性過(guò)濾海面建模法的是將不同功率密度的海波通過(guò)傅里葉逆變換實(shí)現(xiàn)時(shí)頻轉(zhuǎn)換，對(duì)于PM譜來(lái)說(shuō)，導(dǎo)數(shù)為：

令導(dǎo)數(shù)等于零，得譜峰位置為：

將K_p代入PM海譜函數(shù)，得譜峰值為：

海面的均方根高度表示為：

海浪主波長(zhǎng)指的是能量最高的海譜譜峰所對(duì)應(yīng)的海浪波長(zhǎng)，其和譜峰值唯一相關(guān)，表示為：

對(duì)于離散化的序列，常用自相關(guān)系數(shù)ρ(R)表示序列中距離為R處的兩點(diǎn)之間的聯(lián)系程度，應(yīng)用于海面模型分析時(shí)，還常用相關(guān)長(zhǎng)度l_c分析，其定義為海面模型中兩點(diǎn)的自相關(guān)系數(shù)ρ(R)下降為最高值ρ(0)的1/e時(shí)的距離R；如果海面模型上兩點(diǎn)的距離超過(guò)l_c時(shí)，近似的認(rèn)為海面模型上的這兩點(diǎn)從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度上判斷是相互獨(dú)立的；在極限情況下，即當(dāng)海面是完全光滑時(shí)，面上每?jī)牲c(diǎn)之間都是完全相關(guān)的，即ρ(R)＝1，而l_c＝∞，對(duì)于PM譜相關(guān)長(zhǎng)度表示為：

主波浪K_p對(duì)海面的調(diào)制更明顯，當(dāng)K≤K_p時(shí)，海面主要受到長(zhǎng)重力波的作用，而當(dāng)K＞K_p時(shí)，短重力波和張力波對(duì)海面輪廓的構(gòu)造作用更明顯。

3.如權(quán)利要求1所述的天線波束照射下近場(chǎng)動(dòng)態(tài)海面電磁波強(qiáng)度分布可視化方法，其特征在于，所述天線波束照射下近場(chǎng)動(dòng)態(tài)海面電磁波強(qiáng)度分布可視化方法采用線性疊加法生成海面，其海面上任意一點(diǎn)的波動(dòng)多個(gè)看做無(wú)限振幅、頻率和初相均不相同，不同角度方向傳播簡(jiǎn)單余弦波的疊加，二維海面表示為：

式中，a_ij、ω_i、k_i、Φ_j、分別為第i個(gè)余弦波的振幅、角速度、波數(shù)、方向角和初始相位，波數(shù)k_i，與頻率ω_i之間滿足ω²＝gk的色散關(guān)系，為[0,2π]之間均勻分布的隨機(jī)變量；(x,y)為波點(diǎn)位置；tt為時(shí)間矢量；

振幅a_ij，滿足瑞利分布，且有通常由下式確定：

式中：W(k,Φ)為二維海面的方向頻率譜。